Дослідження лавини напруги і частоти Лавина напруги.

Суть явища і методика імітації перехідних електромеханічних процесів, що викликають лавину напруги, на електродинамічній моделі системи.

Лавина напруги є однією з важких аварій в системі, що приводить до порушення стійкості роботи і припинення електропостачання споживачів, особливо системи власних потреб.

Явище лавини напруги пов’язане з дефіцитом реактивної потужності в системі, коли реактивна потужність, що споживається навантаженням в області напруг, які близькі до критичної, перевищує реактивну потужність, що генерується джерелами, і .

Щоб з’ясувати причини виникнення цього явища, відтворимо і проаналізуємо на електродинамічній моделі системи експеримент, що пояснює його суть (Рис. 1).

Рис.1.Схема експерименту для дослідження явища лавини напруги і частоти.

Як джерело реактивної потужності приймемо один з синхронних генераторів (Г2), при цьому споживачем реактивної потужності буде синхронний двигун (Д3) мотор-генератора (ГЗ). Живлення двигуна (Д2) генератора (Г2) можна здійснити з лабораторії 002 або від генератора Г4 з 2ЩУ. Генератор (ГЗ) мотор-генератора живить двигун (Д1) генератора (Г1) через тимчасову перемичку при відключених автоматах (А1-4 і А2-2 відключені). Генератор (Г1) видає енергію через обмотку 220 В автотрансформатора, відключеного від шин 220 В, в систему 380 В, завантажуючи всі раніше перераховані двигуни і генератори.

Змінювання збудження генератора (Г2) при незмінній частоті 50 Гц змінює ЕРС генератора, напругу на генераторі (Г2) і двигуні (ДЗ), що приводить до змінювання реактивної потужності, що генерується і споживається, у вузлі навантаження. Потужність, що генерується і споживається, контролюється комплектом приладів (К506).

При постановці експерименту активну потужність, що видається генератором (Г1) в систему, бажано підтримувати незмінною. Контроль здійснюють за допомогою комплекту приладів (К506).

При деякому критичному збудженні (ЕДС, напрузі) щонайменше зменшення напруги приводить до перевищення споживання реактивної потужності над її генеруванням, що викликає різке зменшення напруги до нуля (лавина напруги приводить до перекидання (зупинці) вузла навантаження (двигуна Д3)).

Методика постановки експерименту і обробка результатів.

Проаналізувати і зібрати схему експерименту рис.1 (стосовно до 1ЩК):
1. підключити комплект вимірювальних приладів (К506) в роз’єми Рз 1-3 і Рз 1-4 ланцюга двигуна Д3;
2. поставити перемичку з комплектом вимірювальних приладів між генератором Г1 (роз’єм Рз 3-2) і автотрансформатором (роз’єм Рз 4-3);
3. під наглядом керівника поставити тимчасову перемичку з автомата A1-4 генератора Г3 (верхні контакти) на автомат А2-2 (нижні контакти). Автомати А1-4 і А2-2 при постановці експерименту не включаються.
Подати напругу постійного струму на 1ЩК з лабораторії 002 або з Г4 (2ЩК).
Подати напругу 220 В змінного струму на 1ЩК.
Розвернути генератор Г2 і синхронізувати з системою шин.
Розвернути двигун ДЗ (на час пуску включити рубильник Рз 1-3,4) і встановити на генераторі Г3 напругу 180..200 В.
Розвернути двигун Д1 генератора Г1 (включенням контактора К2-1,2) і встановити на генераторі номінальну напругу і частоту.
Підключити генератор Г1 до системи 380 В через автотрансформатор методом самосинхронізації, заздалегідь відключивши рубильник Рз 3-1,2.
Відключити автотрансформатор від шин 220 В.
Під наглядом керівника відключити рубильник Рз 1-3,4 в ланцюгу двигуна Д3 і заклинити контактор К1-5,6, щоб виключити самовідключення контактора при експерименті.
Встановити на генераторі Г2 номінальну напругу і частоту, яка підтримується незмінною (50 Гц) при експерименті.
Завантажити генератор Г1 на і і записати показання приладів в таблицю 1.
Поетапно зменшуємо напругу генератора Г2, підтримуючи незмінною частоту (50Гц) і активну потужність навантаження генератора Г1. Показання приладів записуємо в табл.1. Важливо виявити ту найменшу напругу у вузлі навантаження (напруга на Д3), щонайменше зниження якого призводить до різкого зниження напруги до нуля на Д3 і Г2 (лавина напруги).
Вибрати базисні величини і заповнити розрахункову частину таблиці 1.
За даними табл.1 побудувати і проаналізувати статичні характеристики вузла навантаження , .

За даними табл.1 побудувати характеристику змінювання споживання реактивної потужності в залежності від напруги у вузлі навантаження , вказати контрольні точки рівності споживаної і генерованої потужності, і очікуваний характер (пунктиром) змінювання потужності, що генерується, при незмінному струмі збудження і змінюванні напруги у вузлі навантаження. Показати очікуваний характер реактивної потужності, що генерується, при напрузі, що викликає явище лавини напруги. Показати можливий характер змінювання надлишкової потужності при змінюванні напруги у вузлі навантаження і незмінному струмі збудження генератора – при . Вказати стійку і нестійку зону вузла навантаження.